Gerak Parabola : Konsep Dasar, Rumus & Contoh Soal

Sebelumnya, kita telah belajar mengenai berbagai konsep gerak dalam fisika, mulai dari gerak lurus seperti GLB dan GLBB dan juga gerak melingkar yang terbagi menjadi GMB dan GMBB. Tentu kalian sudah memahaminya bukan ? Apabila masih ragu, jangan segan – segan buka dan baca lagi materinya ya !

Oke, pada kesempatan ini, kita akan melanjutkan materi kita, masih juga dalam kategori gerak, yaitu gerak parabola. Kita akan pelajari semua, mulai dari konsep gerak parabola, contoh gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari, sampai penerapan rumus gerak parabola dalam contoh soal.

Seperti apakah kira-kira materinya ? Yuk langsung saja kita pelajari bersama !

Konsep Gerak Parabola

Sebelum mengetahui konsep gerak parabola lebih jauh, terlebih dulu kalian harus mengetahui dan memahami apa saja peristiwa di sekitar kita yang menunjukkan fenomena gerak ini.

Coba perhatikan ketika kalian bermain bola. Perhatikan lagi ketika penjaga gawang melakukan tendangan bebas ke tengah lapangan. Bagaimana lintasan bola tersebut ? Ya benar ! Parabola. Nah, gerak benda dengan linatasn berbentuk parabola itulah yang mejadikan ciri dari gerak parabola.

Untuk lebih jelasnya, mari kita coba perhatikan bentuk lintasan grafik gerak parabola yang ada di gambar berikut :

gambar grafik gerak parabola

studiobelajar.com

Dari gambar di atas, kalian akan melihat adanya tiga titik kondisi.

  • Pertama : Pada kondisi A menunjukkan titik awal benda bergerak. Artinya, pada titik A tersebut benda memiliki kecepatan awal (v0).
  • Kemudian, perhatikan lagi titik selanjutnya yaitu titik B. Pada kondisi B, menunjukkan titik akhir lintasan benda bergerak.
  • Selanjutnya, pada titik C menunjukkan titik tertinggi dari gerak parabola yang dilakukan benda. Nah, pada ketinggian maksimal (y  maks) inilah kecepatan vertikal yang dimiliki benda sama dengan nol (0).

Kompenen Gerak Parabola

Setelah kita mengetahui dan memahami tiga titik kondisi dari gerak parabola, mari kita pelajari dan pahami beberapa komponen gerak parabola.

Sedikit berbeda dengan gerak lurus yang terdiri dari satu komponen, gerak parabola merupakan gabungan dari dua komponen gerak. Yaitu gerak Horizontal yang terjadi pada sumbu x dan gerak Vertikal yang terjadi pada sumbu y.

Untuk lebih jelasnya, kita perhatikan ciri dari masing-masing komponen gerak tersebut !

Komponen Horizontal

Ciri-ciri dari gerak horizontal diantaranya yaitu besar kecepatannya selalu konstan setiap waktu (vx = konstan), namun terdapat sudut antara kecepatan benda dengan komponen dari gerak horizontal, sehingga besarnya kecepatan dalam tiap rentang adalah adalah

vx=v0 cos ɵ0,

dan jarak tempuh benda (x) dalam selang waktu tertentu besarnya

x= v0 cos ɵ0 t.

Komponen Vertikal

Ciri-ciri dari gerak vertikal ini besarnya selalu berubah tiap waktu karena pengaruh dari gravitasi sehingga mengalami perlambatan sebesar

ay=-g

Besar kecepatan gerak vertikal yaitu

vy= v0 sin ɵ0 – gt,

dan ketinggian benda dalam selang waktu tertentu adalah

y= v0 sin ɵ0 t – ½ gt2.

Rumus Gerak Parabola

Nah, apabila persamaan-persamaan pada komponen gerak horizontal dan vertikal di atas digabungkan, maka diperoleh rumus gerak parabola baru.

  • Apabila komponen waktu tidak dikeahui, maka kita dapat mencari tahu jarak tempuh benda atau xmax dari titik A ke titik B dengan rumus berikut.

    xmax = (v02 sin 2ɵ0) / g

  • Ketinggian maksimum dapat diketahui dengan rumus sebagai berikut.

    ymax = (v02 sin2 ɵ0) / 2g

  • Apabila komponen gerak horizontal dan vertikal diketahui, maka dengan menerapkan rumus pythagoras dapat diketahui besarnya kecepatan sebagai berikut.

    v2 = vx2 + vy2

  • Besarnya sudut ɵ juga dapat dihitung apabila kedua komponen sudah diketahui dengan rumus sebagai berikut.

    tan ɵ = vy / vx

Sampai sini, sudah ada gambaran kan, tentang konsep gerak parabola dan juga besaran – besaran yang terkait ?

Nah, setelah memahami rumus-rumus yang digunakan dalam gerak parabola di atas, sekarang kita mencoba menerapkannya dalam persoalan.

Sebelumnya, coba sebutkan beberapa peristiwa gerak parabola selain yang telah disebutkan di atas !

Ya, contoh gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari seperti gerak peluru yang ditembakkan, gerak benda yang dilempar dari pesawat, gerak seorang anak yang melompat maju, dan masih banyak lagi.

Oke, Tak perlu lama-lama lagi, yuk sekarang kita terapkan materi ini dengan mengerjakan soal berikut !

Contoh Soal Gerak Parabola dan Pembahasannya

Seorang anak menendang bola sehingga membentuk sudut (ɵ0 = 370) dengan kecepatan tertentu. Hitunglah ketinggian maksimum yang dapat dicapai bola!

Pembahasan :

Pertama, biasakan menggambarkan dalam bentuk sketsa grafik agar kita dapat lebih mudah memahaminya. Oke, di sini kita gunakan gambar seperti grafik diatas.

Yang kita lakukan selanjutnya yaitu menentukan komponen – komponen dari gerak parabola tersebut.

vx0 = v0 cos 370 = 20 m/s x 0,799 = 16 m/s

vy0 = v0 sin 370 = 20 m/s x 0,602 = 12 m/s

Untuk dapat mencapai ketinggian maksimum, tentu kita harus mengetahui waktu yang dibutuhkan.

vy = vy0 – gt

0 = vy0 – gt

vy0 = gt

t = vy0  / g = 12 / 9.8 = 1,22 s

Setelah itu, baru kita bisa menggunakan rumus untuk menemukan ketinggian maksimum benda.

ymax = vy0 t – ½ gt2 = 12 . 1.22 – ½ . 9.8 . (1.22)2 = 7.35 m

Nah, mungkin materi gerak parabola selesai sampai di sini saja. Namun perlu diingat, bahwa materi gerak yang cukup membuat bingung siswa adalah gerak ini. Hal ini karena kita melibatkan sinus dan cosinus dalam perhitungan.

Baca materi : Gerak vertikal ke atas

Namun, sesulit apapun itu, tetap fisika itu dapat kita bayangkan. Sedangkan hal yang masih bisa kita bayangkan dengan akal. Dapat kita hitung dengan menggunakan persamaan. Sekian, selamat belajar !

Leave a Reply